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海藻酸钠对亚甲基蓝的吸附性能研究

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李佳彬 等
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Figure 1. FTIR spectra of NAF 图 1. 海藻酸镍纤维的红外光谱图
Figure 2. (a) Optical photo of NAF and (b) SEM photo of NAF 图 2. 海藻酸镍纤维的(a) 光学照片和(b) SEM 照片
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th th nd
Abstract
Nickel alginate fibers (NAF) were prepared through cross-linking reaction via a wet spinning method. The adsorption properties of methylene blue (MB) onto the fibers were studied through investigating the experimental parameters such as solution pH, contact time, temperature and adsorbent. The morphology and functional groups of the fibers were characterized by SEM and FTIR. The experimental results indicated that the fibers had high MB removal efficiency and the equilibrium time was only 2 h. The adsorption kinetics well matched the pseudo-second order model. The adsorption isotherms were investigated, and it was shown that the Freundlich model was the best fit for the adsorption equilibrium data.
通讯作者。
文章引用: 李佳彬, 李延辉, 李奇, 杜秋菊, 隋坤艳, 王德昌, 王翠苹, 李洪亮, 夏延致. 海藻酸钠对亚甲基蓝的吸附 性能研究[J]. 材料科学, 2017, 7(1): 106-113. /10.12677/ms.2017.71014
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2. 实验
2.1. 主要原料与仪器
亚甲基蓝(分子式：C16H18ClN3S∙2H2O，分子量：373.90)：天津市广成化学试剂有限公司；海藻酸钠： 天津市福晨化学试剂厂；氯化镍：天津市巴斯夫化工有限公司；无水乙醇：天津市富宇精细化工有限公 司。 TU-1810 紫外可见分光光度计，电子天平，85-2 数显恒温磁力搅拌器，THZ-82A 数显水浴恒温振荡 器，PHS-3C 型精密 PH 计等。
c −c = qe 0 e × V W
量；V (L)是溶液的体积。
(1)
式中，qe (mg/g)是平衡吸附容量；C0 和 Ce (mg/L)分别是溶液的初始浓度和平衡浓度；W (g)是吸附剂的质 为研究溶液 pH 对吸附性能的影响，将 10 mg 纤维放入 20 mL 浓度为 20 mg/L 亚甲基蓝溶液中，用 适量浓度的 HCl 和 NaOH 将溶液 pH 调整至 2~11。研究吸附剂加入量对吸附性能影响时，将不同质量的 海藻酸镍纤维(5~40 mg)加入 20 mL 浓度 20 mg/L 的亚甲基蓝溶液中进行吸附实验。 动态吸附实验测试时， 将 10 mg 纤维加入 20 mL 浓度为 20 mg/L 的亚甲基蓝溶液中，在预定的时间间隔内，取样品测试亚甲基 蓝的浓度。热力学研究时，在 298、308 和 318 K 的温度下，将 10 mg 纤维加入 20 mL 浓度为 10~30 mg/L 的亚甲基蓝溶液中进行吸附实验。
2.3. 吸附剂的表征
采用 AVATAR360 FT-IR 红外光谱仪扫描其红外光谱，对海藻酸镍纤维的表面官能团进行分析。利 用 SEM 对纤维表面形貌进行了表征。
2.4. 吸附实验
先配制 1000 mg/L 的亚甲基蓝溶液，在使用之前稀释到所需的浓度。吸附实验在 50 mL 的锥形瓶中 进行，将锥形瓶放入恒温水浴振荡器中振动，等吸附平衡后，用紫外可见分光光度计测定亚甲基蓝的浓 度。亚甲基蓝的吸附量可用以下的公式计算：
3. 结果与讨论
3.1. 海藻酸镍纤维的表征
为了表征海藻酸镍纤维表面的官能团， 对海藻酸镍纤维进行了红外光谱分析(图 1)。 其中在 3355 cm−1 左右位置较宽的峰为表面 O-H 基团以及水的吸收峰值，1602 cm−1 附近位置为非对称-COO-基团的吸收峰 值，1429 cm−1 附近位置为对称-COO-基团的吸收峰值，1031 cm−1 附近位置为-C-O-C-基团的吸收峰值， 703 cm−1 附近位置为-CH2-基团的吸收峰值。 这些基团可与亚甲基蓝发生反应有利于去除水中的亚甲基蓝。 图 2(a)为海藻酸镍纤维的光学照片。由图可知海藻酸镍纤维为绿色，直径大约为 0.52 mm。扫面电镜 照片(图 2(b))显示海藻酸镍纤维的表面存在大量褶皱结构，这些褶皱增加了海藻酸镍纤维的比表面积，有 利于对亚甲基蓝的吸附。
关键词
海藻酸镍，吸附，亚甲基蓝，纤维
1. 引言
近年来，随着我国纺织、造纸、塑料、食品以及皮革等行业快速发展[1]，大量含染料的废水被排放 到水体中，对水环境造成了严重的污染[2]。亚甲基蓝作为一种有机染料，被广泛应用于棉、麻、蚕丝织 物、纸张的染色和竹木的着色等。亚甲基蓝被人体摄入后，会刺激肠胃道，引起恶心、呕吐和腹泻，并 会灼伤人的眼睛[3]。因此，必须采用有效措施去除水中过量的亚甲基蓝。目前去除水体中的亚甲基蓝的 方法很多，有膜分离、絮凝、混凝、好氧或厌氧处理以及吸附法等[4]。在这些方法中，吸附法由于操作 简单和成本低而被广泛使用[5]。常用的吸附剂种类繁多，有稻壳、蒜皮、椰壳活性炭等[6]。 海藻酸钠，天然多糖，从海藻中提取而得，具有良好的亲水性、无毒和可降解性等优点[7] [8]。但由 于海藻酸钠具有极强的吸水性和易溶于水等特点使其不能作为吸附剂使用[9]。本文利用氯化镍作为螯合 剂，利用湿法纺丝法制备了海藻酸镍纤维。研究了溶液 pH、接触时间、温度和吸附剂加入量等因素对海 藻酸镍吸附亚甲基蓝的影响。
1
Laboratory of Fiber Materials and Modern Textile, The Growing Base for State Key Laboratory, Qingdao University, Qingdao Shandong 2 College of Mechanical and Electrical Engineering, Qingdao University, Qingdao Shandong Received: Jan. 4 , 2017; accepted: Jan. 19 , 2017; published: Jan. 22 , 2017 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
2.2. 海藻酸镍纤维的制备
配制 2 wt%海藻酸钠水溶液 400 mL，静置一小时去除溶液中的气泡。将海藻酸钠溶液利用注射器挤 入 400 mL 浓度为 5%的氯化镍溶液中制备海藻酸镍纤维。静置 12 小时后用去离子水清洗，放在室温下 自然干燥 36 小时，最终得到干燥的海藻酸镍纤维。
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Figure 3. The PH effect on the adsorption 图 3. PH 对于亚甲基蓝去除率的影响
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Studies of the Adsorption Properties of Methylene Blue onto Nickel Alginate Fibers
Jiabin Li1, Yanhui Li1,2*, Qi Li1, Qiuju Du1, Kunyan Sui1, Dechang Wang1, Cuiping Wang2, Hongliang Li1, Yanzhi Xia2
Keywords
Nickel Alginate, Adsorption, Methylene Blue, Fiber
海藻酸钠对亚甲基蓝的吸附性能研究
李佳彬1，李延辉1,2，李
1 2
*
奇1，杜秋菊1，隋坤艳1，王德昌2，王翠苹2，李洪亮1，夏延致1
青岛大学纤维新材料国家重点实验室培育基地，山东 青岛 青岛大学机电工程学院，山东 青岛
3.2. 亚甲基蓝的吸附
3.2.1. PH 值的影响 溶液的初始 pH 值影响着吸附剂表面电荷和吸附质的性质，因而是影响吸附的重要因素[10]。由图 3 可知，在 pH = 2 时，海藻酸镍纤维对亚甲基蓝的吸附去除率较低，仅为 16.4%，这可能是因为在较低 的 pH 值时，吸附剂表面的 H+与亚甲基蓝竞争吸附点位，导致了海藻酸镍纤维对亚甲基蓝吸附量的降低。 随着 pH 值的增大，吸附剂的吸附能力逐渐增强，直至中性时达到最大值，去除百分率达到 56.6%。在碱 性条件下，海藻酸镍纤维对亚甲基蓝的去除率略有降低。 3.2.2. 吸附剂加入量的影响 不同吸附剂加入量对亚甲基蓝吸附性能的影响如图 4 所示。随着吸附剂加入量的增加，亚甲基蓝的 去除率随之增加，这是由于增加吸附剂加入量大大增加了吸附剂表面积和吸附活性位点的数量[3]。吸附

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稻壳生物炭-纤维素-海藻酸钠微球的油相制备及其吸附亚甲基蓝工艺研究 英文

稻壳生物炭-纤维素-海藻酸钠微球的油相制备及其吸附亚甲基蓝工艺研究 英文

稻壳生物炭-纤维素-海藻酸钠微球的油相制备及其吸附亚甲基蓝工艺研究英文The Preparation of Oil-based Microcapsules of Rice Husk Biochar-Cellulose-Sodium Alginate and Their Adsorption Process for Methylene BlueThe need for efficient and environmentally friendly methods for the removal of pollutants from wastewater has become increasingly important in recent years. One such pollutant, methylene blue, is a synthetic dye commonly used in various industries, including textile, paper, and plastics. The improper disposal of methylene blue-containing effluents can lead to significant environmental and health concerns. To address this issue, researchers have explored the use of natural and sustainable materials as adsorbents for the removal of methylene blue from wastewater.In this study, we present the preparation and characterization of oil-based microcapsules composed of rice husk biochar, cellulose, and sodium alginate, and their application for the adsorption of methylene blue. Rice husk, a byproduct of rice production, is a renewable and abundant resource that can be converted into biocharthrough pyrolysis. Biochar has been extensively studied for its adsorption capabilities due to its high surface area, porous structure, and the presence of various functional groups. Cellulose, a naturally occurring polymer derived from plant materials, can be used to enhance the mechanical properties and stability of the microcapsules. Sodium alginate, a polysaccharide extracted from brown seaweed, is widely used in the encapsulation of various materials due to its biocompatibility, biodegradability, and ability to form stable hydrogels.The preparation of the oil-based microcapsules involved a two-step process. First, the rice husk biochar, cellulose, and sodium alginate were mixed and homogenized to form a stable suspension. This suspension was then added dropwise to an oil phase, such as vegetable oil or mineral oil, under constant stirring. The interfacial reaction between the aqueous and oil phases resulted in the formation of stable oil-based microcapsules. The size, morphology, and composition of the microcapsules were characterized using various analytical techniques, such as scanning electron microscopy (SEM), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and X-ray diffraction (XRD).The adsorption performance of the oil-based microcapsules for the removal of methylene blue from aqueous solutions was evaluated through a series of batch experiments. The effects of variousparameters, including contact time, initial dye concentration, adsorbent dosage, and pH, were investigated to optimize the adsorption process. The adsorption kinetics and isotherms were analyzed using well-established models to gain insights into the underlying adsorption mechanisms.The results of the study demonstrated the high adsorption capacity of the oil-based microcapsules for methylene blue. The biochar component provided a large surface area and porous structure, enabling efficient dye adsorption. The cellulose and sodium alginate components contributed to the stability and mechanical properties of the microcapsules, ensuring their integrity during the adsorption process. The oil-based nature of the microcapsules allowed for easy separation and recovery from the aqueous phase, making the adsorption process more efficient and environmentally friendly.Furthermore, the regeneration and reuse of the oil-based microcapsules were investigated. The adsorbent was subjected to multiple adsorption-desorption cycles, and the results showed that the microcapsules maintained their adsorption performance with minimal loss of capacity. This finding highlights the potential for the development of a sustainable and cost-effective solution for the removal of methylene blue and other organic pollutants from wastewater.In conclusion, the oil-based microcapsules composed of rice husk biochar, cellulose, and sodium alginate have demonstrated promising results for the adsorption of methylene blue from aqueous solutions. The unique composition and structure of the microcapsules, combined with their ease of separation and reusability, make them a viable and environmentally friendly option for wastewater treatment applications. The findings of this study contribute to the ongoing efforts in developing innovative and sustainable solutions for the removal of pollutants from the environment.。

吸附亚甲基蓝性能

吸附亚甲基蓝性能

“吸附亚甲基蓝性能”资料合集目录一、不同原料生物质炭的制备及其吸附亚甲基蓝性能的研究二、改进的Hummers法制备工艺对氧化石墨烯吸附亚甲基蓝性能的研究三、不同原料生物质炭的制备及其吸附亚甲基蓝性能的研究四、MIL101的表面改性及其吸附亚甲基蓝性能研究五、基于四配位硅基配体的MOFs合成、结构及其选择性吸附亚甲基蓝性能的研究六、改性柚子皮生物炭吸附亚甲基蓝性能研究不同原料生物质炭的制备及其吸附亚甲基蓝性能的研究随着工业化的快速发展，水体中有机污染物的含量逐年增加，对环境和人类健康造成了严重威胁。

亚甲基蓝是一种常见的染料，广泛应用于纺织、印染和造纸等行业。

然而，亚甲基蓝的排放会对水体造成严重污染，因此开发有效的处理方法去除水中的亚甲基蓝显得尤为重要。

生物质炭作为一种环境友好的吸附剂，具有良好的吸附性能和易于制备的优点，因此在处理水体中的污染物方面具有巨大的潜力。

生物质炭的制备原料多种多样，包括农业废弃物、木材废弃物、动物粪便等。

这些原料经过热解或气化处理，可转化为生物质炭。

不同原料制备的生物质炭具有不同的物理化学性质，如比表面积、孔结构、表面官能团等，这些性质直接影响生物质炭的吸附性能。

实验结果表明，不同原料制备的生物质炭对亚甲基蓝的吸附性能存在显著差异。

这主要归因于生物质炭的比表面积、孔结构和表面官能团的不同。

在最佳条件下，某些生物质炭对亚甲基蓝的吸附量可达到较高水平，如稻草炭和木屑炭。

生物质炭对亚甲基蓝的吸附动力学实验表明，其吸附过程符合准二级动力学模型。

生物质炭对亚甲基蓝的吸附机制主要包括物理吸附和化学吸附。

物理吸附主要依赖于生物质炭的比表面积和孔结构，而化学吸附则与生物质炭表面的官能团有关。

在某些条件下，生物质炭表面的官能团可以与亚甲基蓝分子发生化学反应，从而提高吸附效率。

本文研究了不同原料生物质炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能。

结果表明，不同原料制备的生物质炭具有不同的物理化学性质，对亚甲基蓝的吸附性能也有所不同。

海藻酸钠基复合吸附材料的制备及对亚甲基蓝的吸附研究

海藻酸钠基复合吸附材料的制备及对亚甲基蓝的吸附研究

海藻酸钠基复合吸附材料的制备及对亚甲基蓝的吸附研究海藻酸钠基复合吸附材料的制备及对亚甲基蓝的吸附研究摘要：本实验以海藻酸钠为主要材料，利用聚合物复合技术制备了一种新型的复合吸附材料。

通过扫描电子显微镜（SEM），X射线衍射（XRD）以及傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等仪器测试，考察了制备的复合吸附材料的形貌、晶体结构以及化学结构。

并且，通过批次实验研究了该复合吸附材料对亚甲基蓝的吸附性能。

引言：海洋是地球上最大的自然资源之一，其中的海藻具有丰富的生物活性成分。

海藻酸钠是一种重要的天然多糖，具有多功能和多样性应用特性。

然而，海藻酸钠本身的涂覆性和稳定性较差，限制了其在吸附材料领域的应用。

因此，本实验通过将海藻酸钠与其他材料复合，制备了一种新型的复合吸附材料，旨在提高海藻酸钠的应用性能。

实验方法：本实验中，采用溶胶-凝胶法制备了海藻酸钠基复合吸附材料。

首先，将适量的海藻酸钠溶解于水中，并调节溶液的pH值。

然后，将适量的硅溶胶混入溶液中，并搅拌一段时间。

接着，将混合溶液煮沸并搅拌，最后将其放置静置，使其凝胶化。

制备好的凝胶样品经过烘干后，得到海藻酸钠基复合吸附材料。

结果与讨论：通过SEM观察，可得到海藻酸钠基复合吸附材料的形貌。

结果表明，制备的复合吸附材料呈现出均匀、多孔的结构，这将有利于吸附物质的传输和扩散。

XRD分析结果显示，制备的复合吸附材料晶体结构较好，其晶格参数与硅溶胶相似。

通过FT-IR测试，可以确定复合吸附材料中海藻酸钠与硅溶胶之间的化学结合。

通过批次实验研究了该复合吸附材料对亚甲基蓝的吸附性能。

结果表明，在不同初始浓度和吸附时间条件下，复合吸附材料对亚甲基蓝的吸附量随着初始浓度的增加而增加，随着吸附时间的延长而增加，且吸附过程符合准二级动力学模型和朗尼奇等温吸附模型。

这证明制备的复合吸附材料具有良好的亚甲基蓝吸附性能。

结论：通过本实验，成功地制备了海藻酸钠基复合吸附材料，并考察了其形貌、晶体结构和化学结构。

海藻酸钠类复合吸附材料的研究进展

海藻酸钠类复合吸附材料的研究进展

海藻酸钠类复合吸附材料的研究进展作者：高婷婷蔡旺刘堂鲁敏来源：《读写算》2014年第13期【摘要】海藻酸钠（SA）是一种天然可降解的生物材料，因其具有良好的生物相容性、成膜性、吸湿性而引起广大科研工作者的关注。

将海藻酸钠进行改性，有助于提高海藻酸钠材料的吸附性能、扩展其在水处理领域的应用。

本文综述了近年来国内对海藻酸钠改性并用于含重金属离子和有机染料废水处理的研究现状。

【关键词】海藻酸钠复合吸附由于人类社会的发展，使得越来越多的污染物排放到环境中，造成严重的污染问题。

海藻酸钠是褐藻类的高分子，是一种无毒、亲水性的天然多糖类化合物。

它是由α-L-甘露糖醛酸（α-L-guluronic acid）和β-D-古罗糖醛酸（β-D- mannuronic acid）组成的，作为羧酸基团的高分子材料。

海藻酸钠具有良好的溶解特性、粘性、生物相容性、成膜性等特点，近些年来在国内外引起了人们的关注。

但是，海藻酸钠对含重金属离子、有机染料等污染物的废水处理效果仍达不到人们的预期成果，需要对其进行改性研究。

一、用于去除重金属离子的改性研究何立芳等[1]以天然高分子海藻酸钠为原料，与聚乙烯醇进行溶液共混，研制海藻酸钠与聚乙烯醇共混膜。

探讨了共混膜对微量As（Ⅴ）、C（rⅥ）、Cu2+的吸附性能。

结果表明，共混膜具有韧性、有较高的抗水性和较好的综合力学性能等特点，并且对离子的去除率较高，提高了其应用价值。

任德财[2]等通过溶液共混法制备了聚乙烯醇/海藻酸钠/多壁碳纳米管复合膜，对其进行了透光率、力学性能和DSC表征，并研究了对Cr2O72-的吸附性能。

结果表明：PVA与SA等质量混合时相容性好；MWNTs的添加有助于提高复合膜力学性能、热性能；在pH值为2、温度为30℃、MWNTs为80mg时，吸附6h后，复合膜对Cr2O72-的去除率达到96.84%。

陈维璞等[3]研究了海藻酸钠在氯化钙、氯化铁溶液中的成球特性，以及对SA-Ca、SA-Fe、SA-Ca-Fe凝胶球吸附Cr2O72-特性进行了研究。